配电网馈线自动化研究探讨

陈西寅

【摘 要】本文主要分析了配电网馈线自动化发展情况，探讨了馈线自动化中存在的不足，希望能够借此机会更好的促进配电网馈线自动化的发展，以提升馈线自动化质量，满足更大居民的用电需求。

【关键词】配电网;馈线;自动化;研究

中图分类号：TM76  文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）06-048-02

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.06.016

【Abstract】This paper mainly analyzes the development of feeder automation in the distribution network，discusses the deficiencies in feeder automation，hoping to take this opportunity to better promote the development of feeder automation in the distribution network，in order to improve the quality of feeder automation，to meet the needs of more residents.

【Key words】Distribution network;Feeder;Automation;Research

电力是人们日常生活中不可或缺的重要组成部分，其是工业发展的基础，对于人们的生产生活产生了极为巨大的影响。近些年来，随着技术的不断发展和进步，电力事业也取得了巨大的发展，但是电力系统在发展建设期间一直存在有重视发电、轻视供给、用电管理不当的现象，其对于电力事业的发展产生了一定的消极影响。从理论上来说，电网发电容量越大，其输电能力也就越大，但是在对我国配电自动化水平进行分析时，发现其还不甚理想。当前的配电网馈线自动化中，如何解决好供电故障，满足人们的用电需求是当前社会发展的关键的所在。下面，笔者将对相关问题进行详细分析。

1 馈线自动化发展

所谓的馈线实际上指的就是配电线路，其也被成为馈电线路，是配电系统的基础组成部分之一。当前，我国电力事业不断发展和进步，虽然部分经济水平发展比较好的地区已经实现了智能配电网，但是其在运行期间实际上还存在有较多的不稳定因素，而馈线自动化则是智能配电网发展的核心所在。因此，做好相关工作的研究就显得极为重要了。

馈线自动化指的是在馈线出现故障后，设备能够自动的检测出故障，并将故障区段与非故障区段区分出来，然后恢复非故障区段的正常供电的一种技术。相较于发达国家来说，我国电力事业发展起步比较晚，配电网馈线自动化发展并不是十分的理想，在供电可靠性上始终难以得到有效的保障。我国早期的配电网馈线自动化基本上都是半自动的，需要人工辅助完成，配电期间馈线主要是通过安装在变电站馈线出口部位的电流速断保护、出口断路器、负荷开关及故障指示器等组成。馈线的任意区段发生故障之后，电流速断保护器迅速启动，阻断电流，出口断路器跳闸，工作人员结合故障指示器，找出故障区段，然后做好修复工作，解决存在的故障。该系统操作的构成简单，但是其自动化程度不高，必须要借助人工配合操作完成，在故障发生之后，其难以第一时间发现故障，因此停电时间比较长。

上世纪80年代，发达国家则出现了利用分段器、重合器等智能开关设备加持的馈线自动化模式，相较于早期的馈线自动化模式来说，该模式的突出性优点就在于，其在故障发生之后，能够借助分段器快速的将故障区段与非故障区段区分开来，然后借助重合器的反复配合动作实现对故障区段与非故障区段的控制，在此过程中，分段器与重合器无需通信和人工干预，其是馈线自动化发展进步的重要标志之一，很快在全世界多个国家得到了极为广泛的应用。但是，该模式在应用期间也存在有一定的问题，其相对应的最终故障切除时间比较长，断路器负担重目， 没有发生故障区段恢复供电的速度比较慢。

随着技术的不断创新和发展，近些年来，电力通信领域则研发出了新一代的馈线自动化模式，其是基于馈线终端单元FTU和网络通信的馈线自动化基础下研发的。在该模式之下，故障的查找、隔离以及恢复供电等都可以依靠FTU进行信息收集，并快速的将这些信息上传到调度中心，断路器和负荷开关则能够在调度中心的控制之下，快速做出反应，停止对故障区段的供电，恢复非故障区域的供电。该模式的自动化水平高，开关需进行一次动作即可，其在技术领域上取得了较大的进步。但是在模式的缺陷也极为突出，即对通信的依赖性比较强，在馈线自动化期间，如果通信通不畅，那么非故障区段的供电恢复时间也会相应的延长，系统依然存在有不稳定的因素。

结合上文的分析研究可以发现，馈线的自动化技术虽然在不断发展和进步，但其在还存在有以下几个方面的缺陷：一是除开馈线出口断路器之外，馈线其他位置安装的断路器基本上都属于没有切断的短路电流能力的负荷开关，在这种情况下，非故障馈线区段也将会被切除。二是单纯的从馈线出口配置电流速断保护器来看，则可能会导致设备盲目动作，整条馈线将会被切断，费故障区段也会因此手段影响。三是依赖通信通道的馈线自动化模式，系统构成比较复杂，在技术上要求比较高，而且可靠性有待提升。

2 饋线自动化发展前景

通过上文的分析，可以发现配电网馈线自动化技术虽然在不断的创新和发展，但其中存在的不足也比较多，许多问题都没有得到及时有效的解决，用户的用电需求依然难以得到有效的保证。基于这样的原因，研究具有选择性能够快速切除馈线的故障，同时具有故障自我修复能力的智能配电网可谓是迫在眉睫。下面，笔者将对其进行详细分析：

2.1 智能化馈线自动化系统组成

本文尝试研究的智能化馈线自动化系统通常由3个核心部分组成，即一是能够检测切除任意位置、无需通道联系的无通道保护;而是可以快速切断短路电流的断路器取代现有配电网馈线自动化的负荷开关;三是需拥有备用电源自动投入单元，在实现智能化馈线自动化时，三者必须要互相配合，缺一不可。

2.2 馈线自动化研究方向

①馈线故障分析

馈线故障分析是配电网馈线自动化研究的基础所在。传统的馈线故障分析多是借助线性分析理论进行的，在该系统中发生三相对称故障之后，可以从故障点系统拆分出两个独立的系统，而无通道保护将会失去动作条件。这种操作方法理论上是可行的，但实际电力系统元件却并非是完整意义上的线性元件，因此，在三相故障理论研究分析期间，还需深入到实践中进行分析，这样才能更加全面真实的反映出馈线故障原因。

②解决现有无通道保护所存在的问题

在对馈线故障原因进行分析之后，还需解决现有无通道保护所存在的问题，对辐射状馈线、无电源端故障检测及保护动作等进行详细分析和探究，解决好其运行期间存在的一系列问题。

③馈线自动化自适应技术研究

配网的结构比较复杂，运行方式多变，馈线只是其中的一部分，在馈线自动化技术发展期间，其必须要更好的适应配网的变化，这样才能更好的发挥馈线的作用和价值。馈线自动化自适应技术研究将是适用于不同系统运行方式、运行故障类型的一种自适应保护，其对于配电网馈线自动化的创新发展有着重要的推动作用，因此做好该领域的研究工作也显得极为重要。

2.3 馈线自动化需解决的问题

①无电源端断故障判别问题

在配电网运行期间，为了在最短时间内恢复故障线路上供电，在操作时需要快速的跳开故障区域两端的断路器。在电源辐射状网络中，馈线供电故障发生之后，故障点上游系统通常拥有电源支撑，电源可能会集中在该区域，故障点下游供电可能会因此失去电源。这种情况下，如果故障区域系统的上游断路器先动作，那么下流的电源就将被切断。因此，做好无电源端故障判别就显得十分有必要了，其是保证馈线自动化的基础。

而当前对无电源端的故障判别，并保护馈线通道的主要方法就是引入电压量，故障点上游的保护，是根据通过电流原理执行的，而故障点下游的保护则是根据低电压原理执行的。在故障出现之后，有电源端的故障电压将会增大，而无电源故障端的电压则会下降，但是在系统的实际运行过程中，由于电动机以及电压负荷的影响，有部分电源端的断路器在跳闸之后，故障点下游系统的非故障电压不断不会下降，反而会逆向升高。诊断这种问题，其需要借助馈线通过到户或者是拒动保护，解决相应的故障问题，满足配电网馈线自动化需求。

②三相故障加速问题

三相故障加速也是配电网馈线自动化的常见孤战，其主要表现为故障点下游系统不存在非故障相，因此在对馈线区段电压进行检测时，可能难以检测到相关电压或者是电流的变化情况，在三相故障发生之后，现有的通道保护难以有效的发挥保护效用，系统的三相断路器动作也难以实现有效的同步，在馈线自动化期间，该问题也是一个亟待解决的问题。

③线路空载加速问题

线路空载加速配电网馈线自动化期间的常见故障之一，在配电网馈线自动化期间，如果馈线無通道保护执行过程中，出现不对称故障，无电源端的低电压保护延时时间可能就不是很长，而有电源端的区域则会结合健全相的情况实自我保护，快速的切除故障，单在设备实际运行期间，也可能会出现故障无法顺利切除的情况，这也就是线路空载加速发生的根本性原因，针对这种问题，只能等到过流保护延时跳闸，这种情况在配电网馈线自动化中必须要想办法杜绝。

④保护装置的供电问题

配电网馈线在运行期间，其保护装置取电基本上都是从馈线本身电源处所获取的。如果馈线失电，相应的保护装置也将会失去电源，这样断路器可能也无法顺利的跳开，因此做好保护装置供电工作，一直以来都是配电网馈线自动化实施期间，人们极为关心的一件事情。当前我国已有的许多馈线自动化系统，多是通过分段器、重合器的反复动作，将馈线故障去切除和隔离，然后保证非故障区的正常供电。但是在这个过程中，如果出口断路器动作次数过于频繁，馈线也会因此受到频繁的短路冲击，线路恢复供电时间也将会相应的延长。对于发展中高度依赖通信网络构成的馈线自动化系统，其会出现不适应的情况，针对这种问题也需要及时采取有效措施进行解决，做好保护装置的供电工作，实现配电网馈线自动化。

总之，随着电力技术的不断发展和进步，在未来配电网馈线自动化必将会朝着更好的方向发展，供电故障一次切除，非故障区段不停电或者是短时间停电的馈线自动化模式必将被成功的研发，而这必将更好的促进我国电力事业的发展和进步，当然在实际工作中配电网馈线自动化存在有较多的不稳定因素，要想真正的落实自动化，还需要电力专业人才不断的开拓创新。

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